NUOVA TIPOLOGIA ANTISISMICA DI EDIFICI INDUSTRIALI

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Virginio Conti
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1 ARCHITETTONICO NUOVA TIPOLOGIA ANTISISMICA DI EDIFICI INDUSTRIALI STRUTTURALE Pagina 1 di 9

2 Sommario SOLUZIONE TIPO :... 3 VANTAGGI RISPETTO AL SISTEMA USUALE DI CAPANNONI PREFABBRICATI :... 6 SCELTA TIPOLOGIA FONDAZIONI... 8 CONSIDERAZIONI FINALI... 9 Pagina 2 di 9

3 EDIFICIO INDUSTRIALE AVENTE UN PIANO UNICO A TERRA. Figura 1 Prospettiva di capannone tipo 50x36 m, interasse pilastri 16x12 m e altezza 7m. SOLUZIONE TIPO : 1. Copertura piana gettata in opera a quota 7 m. di spessore 55 cm Solettone in cemento armato, alleggerito con elementi U-BOOT in plastica riciclata, in modo da costituire un graticcio di travetti portanti verticali chiuso superiormente ed inferiormente da una soletta di 6 cm. In corrispondenza degli elementi verticali di sostegno ci saranno delle parti piene. Inoltre sono presenti dei fori di 4x4 m per presa luce e aria. 2. Elementi di sostegno verticale, di altezza 7m Pilastri in c.a. e setti in c.a Colonne in acciaio e setti in c.a 2.3. Colonne in c.a. incamiciate in acciaio e setti in c.a. 3. Fondazioni 3.1. Platea alleggerita con U-BOOT 3.2. Platea alleggerita con IGLU 3.3. A Plinti isolati Pagina 3 di 9

1. Solettone in cemento armato, alleggerito con elementi U-BOOT in plastica riciclata, in modo da costituire un graticcio di travetti portanti verticali chiuso superiormente ed inferiormente da una

4 Figura 2 Planimetria strutturale copertura Pagina 4 di 9

5 Figura 3 Dettagli strutturali copertura Pagina 5 di 9

6 VANTAGGI RISPETTO AL SISTEMA USUALE DI CAPANNONI PREFABBRICATI : a) Connessione continua tra gli elementi costituenti, dalla copertura alla fondazione. b) Possibilità di raggiungere la REI richiesta grazie al copriferro della soletta inferiore, senza fare ricorso a soluzioni più complesse come vernici intumescenti o pannelli protettivi. c) Una struttura prefabbricata è solitamente progettata con uno schema isostatico, mentre la soluzione presentata è iperstatica. Una struttura iperstatica presenta una riserva di resistenza in caso di azioni eccezionali, come quelle sismiche. Al contrario le strutture isostatiche non hanno alcuna riserva di resistenza, e la perdita di un singolo appoggio provoca il collasso della struttura. Figura 4 Prospettiva analisi di instabilità fabbricato Effettuando un analisi di Buckling si ottiene che il primo cedimento di un setto si ha per un valore pari a 120 volte il primo valore di instabilità d) La soluzione presentata tipo permette un controllo, con modelli di calcolo consolidati, sul comportamento della struttura sotto le azioni sismiche. Un controllo impossibile con le soluzioni strutturali prefabbricate impiegate sinora. Infatti la complessa interazione tra i diversi componenti delle strutture prefabbricate (Travi prefabbricati, connessioni in acciaio, pannelli di tamponamento, fondazioni) richiede complessi modelli di calcolo non lineare per non vanificare la capacità del progettista di prevedere sollecitazioni e deformazioni sulle Pagina 6 di 9

c) Una struttura prefabbricata è solitamente progettata con uno schema isostatico, mentre la soluzione presentata è iperstatica.

7 varie parti della struttura sotto le azioni sismiche. La struttura è a piano singolo, quindi non è necessario applicare la gerarchia delle resistenze per evitare meccanismi di piano. e) La struttura è a piano singolo, quindi non è necessario applicare la gerarchia delle resistenze per evitare meccanismi di piano. f) L indeformabilità relativa tra gli elementi la soletta alleggerita di copertura, i setti e la platea di fondazione assicura un comportamento di tipo scatolare. La soletta alleggerita garantisce un comportamento di piano rigido e quindi una distribuzione delle azioni orizzontali seconda la rigidezza degli elementi resistenti verticali. g) Il comportamento scatolare della struttura fa sì che siano i setti, data la loro elevata rigidezza in piano, a contrastare la quasi totalità delle azioni verticali. I pilastri diventano quindi degli elementi secondari sotto azioni orizzontali ed hanno la sola funzione di trasferire carichi verticali. h) La rigidezza della struttura e la sua resistenza per le azioni sismiche può essere modulata sfruttando consolidate metodologie di calcolo, ottimizzando così le sezioni delle strutture resistenti in base alla vita di riferimento richiesta. Figura 5 Prospettiva deformazioni manufatto sotto azione sismica (comportamento scatolare) Si nota che gli spostamenti orizzontali rimangono nell ordine dei millimetri i) La soletta alleggerita piana permette di utilizzare la copertura per la sistemazione di impianti come pannelli fotovoltaici o di climatizzazione, senza particolari accorgimenti, necessari per le soluzioni prefabbricate utilizzate sinora. Pagina 7 di 9

f) L indeformabilità relativa tra gli elementi la soletta alleggerita di copertura, i setti e la platea di fondazione assicura un comportamento di tipo scatolare.

8 SCELTA TIPOLOGIA FONDAZIONI A parità di struttura emergente, la struttura al suolo si può differenziare principalmente adottando una fondazione di tipo isolato(3.3) o continua (3.1e 3.2). Una fondazione di tipo isolato avrà sempre un impatto maggiore sul terreno, oltre a essere maggiormente esposta a cedimenti differenziali. Inoltre collega ottimamente le strutture verticali e consente di portare e distribuire carichi mobili elevati anche su terreni di scarsissima portanza. Ambedue hanno difatti costi simili dato che nelle fondazioni di tipo isolato a fronte di un risparmio di materiale bisogna tener conto di: Scavo e posa magrone. Casseratura, armo e getto dei plinti. Casseratura, armo e getto dei cordoli di collegamento. Posa di una strato di sottofondo di almeno 30 cm, compattato e rullato. Casseratura armo e getto di uno strato di calcestruzzo armato, levigato e poi tagliato per creare dei giunti di dilatazione per creare la pavimentazione industriale. In una fondazione di tipo continuo invece si ha: Scavo e posa magrone. Scavo, casseratura, armo e getto della platea. Infatti con una fondazione a platea la posa della pavimentazione può essere fatta direttamente su di essa, con un notevole risparmio di tempo dato che non sia hanno diverse operazioni da realizzare in tempo diversi. Inoltre la pavimentazione stesa su appoggi puntuali sarà difficilmente scevra da fessurazioni e logorio. Se la platea viene alleggerita con degli IGLU si può utilizzare il vuoto che questi creano per contenere una grossa riserva d acqua ed usufruire di questa per il controllo energetico dell edificio o come riserva antincendio. Pagina 8 di 9

Inoltre collega ottimamente le strutture verticali e consente di portare e distribuire carichi mobili elevati anche su terreni di scarsissima portanza.

9 CONSIDERAZIONI FINALI I costi per una struttura con questa tipologia sono confrontabili con quelli di una usuale struttura in elementi prefabbricati. La sicurezza della struttura agli effetti sismici può essere modulata secondo normativa o in sintonia con la maggior richiesta prestazionale del committente in modo certo usualmente si fa, definendo la sua classe di utilizzo e la sua vita nominale. Un edificio industriale può infatti considerato come edificio pubblico, se le sue lavorazioni richiedono un numero elevato di operai, e quindi richiedere classi d uso elevate. Le possibilità espressive architettoniche sono più articolate che nel prefabbricato, si possono anche vincolare con più sicurezza ed univocità pannelli prefabbricati. I tempi di esecuzione di una struttura di questo genere sono sicuramente più elevati per quanto riguarda le strutture verticali rispetto ad un sistema prefabbricato, che comunque non è escluso. Impiegando una platea come fondazione però si ha un risparmio di tempo rispetto alla fondazione a plinti solitamente impiegata per le strutture prefabbricate. Per la soluzione presentata non si necessita di maestranze specializzate. Può esser realizzata con una prefabbricazione parziale. Lastre di appoggio all intradosso di tipo predalles, con un risparmio di impiego di casseratura orizzontale e di costi. Se necessario si possono inserire trefoli inguainati in fase operativa e post-tendere, nelle due direzioni, sia la platea che la soletta di copertura. In modo da sopportare carichi maggiori in copertura oppure avere luci di ampiezza maggiore. Pagina 9 di 9

la sua classe di utilizzo e la sua vita nominale.

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